12同步电机的基本类型与结构幻灯片.ppt

了解同步发电机的结构、工作原理，为分析同步发电机的运行性能作必要的准备。 ? 了解同步发电机电枢电动势产生的原理 汽轮发电机极数为 2，转速高达3000r/min，细长。 水轮发电机极数多，转速低，短粗。 由于转速高，大容量直流励磁机的制造困难，50MW上的汽轮发电机已不采用此种励磁系统。 （二）交 流 整 流 励 磁 系 统 交流整流励磁系统有旋转和静止式两大类。 交流整流励磁系统都要利用可控硅整流装置，把交流变为直流电。 利用可控硅整流装置使直流电为可调节的直流电。 1、自励式静止半导体励磁系统 2、他励式静止半导体励磁系统 3、旋转半导体励磁系统 1、自励式静止半导体励磁系统 主发电机 励磁绕组 整流变压器 自动电压调整器 复励变压器 原动机为高速，转子一般作成二极，隐极式，气隙均匀，容量大，则一般为定子高压，外形细长。转子铁心是实心（机械强度好），可不采用阻尼绕组。 汽轮发电机特点： 原动机为低速，转子一般为凸极式（多极），气隙不均匀，外形为扁圆形（直径大，分卧式和立式两种）。 凸极式转子铁心迭压而成，另外装设阻尼绕组。 水轮发电机特点： 1905年 3.5 kw 水轮发电机发展： 1960年 100兆 kw 现 在 1000兆 kw 3、什么是阻尼绕组？ 与异步电机鼠笼绕组相似，铜条镶嵌在凸极式铁心上，两边用铜片连成闭路。 阻尼绕组作用？ ① 抑制并联运行时的机械震荡（形成 阻转矩） ② 同步电动机与同步调相机起动用（即异步起动） 为什么汽轮发电机转子可不采用阻尼绕组？ 因为实心铁心中的涡流能起抑制振荡作用；槽楔也起阻尼作用。 同步电机与和直流电机比较 同步电机与直流电机都有电枢反应。 结构上的差别是，同步电机一般是旋转磁极式。 直流电机为旋转电枢式，磁极是固定的。 与直流电机的比较 同步电机象反装的直流电机。 12-3 同步电机的冷却方式 随着同步电机单机容量不断提高，大型同步电机的发热问题严重。 随着同步电机容量增大，大型同步电机采用以下冷却方法。 一、空气冷却电机 二、氢气冷却电机 三、水内冷发电机 四、超导体发电机 一、 空气冷却 冷空气由电机两端的风扇打入气体流过定子绕组端部带走热风到热风室，与总热风室汇总，进入发电机下部的空气冷却器，冷却后回到两侧端盖内的冷风进风室，再次进入电机内。 总热风室 空气冷却器 冷风 冷风 冷风室 冷风室可以把电机中部的难以散去的热带走。 二、 氢气冷却 （10万KW以上采用） 氢气相对密度约为空气的十分之一，用它代替空气可将电机通风摩擦损耗减少90%，总损耗减少30~40%，提高效率。 1、 2、 氢气冷却散热性能较好。 氢气冷却广泛用于大、中型汽轮同步发电机中，容量超过10万KW时采用氢内冷方式，将氢气通入定子和转子槽内直接冷却导线。 3、 4、 氢气冷却要注意防爆防漏。使钢板能承受发生意外爆炸时的压力。 三、水内冷 （ 60 万KW~ 130 万KW采用） 1、水内冷采用的不是一般的水。 火电站中发电机中采用凝结水，导电率低，化学性能稳定，流动性好。 2、水内冷的散热能力显著高于空气和氢气。 3、定子实心导线通过电流，空心导体通水。 定 子 转 子 双排空心导线 水内冷的供水循环系统 出水支座 出水支座 水箱 过滤器 ? ? 冷水器 运行水泵 备用水泵 冷水从外部水系统经管道流入定子，进入定子进水环和转子进水支座。 冷水再分别经绝缘管流入各个线圈，吸收热量后再经绝缘水管汇总到另一端的定子出水环和转子出水支座，最后排入电机的外部水系统，冷却后重新进入。 （四）超导体发电机 当某种金属在极低温中冷却时就会处于电阻为零的超导电状态。 绝对零度: 超导电状态可以不消耗电力而通过强大的电流，或者产生强大的电流，或者产生强磁场。 比较： 普通导体 超导体 电流密度J 磁 密 电 阻 电阻损耗 有，发热 无 普通导体的发电机若不采用导磁铁心，励磁电流很大。 超导体的发电机若不采用导磁铁心，励磁电流不会很大。 但超导体要在很低的温度下实